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Diese Erfindung bezieht sich allgemein
auf Ausgangsvorrichtungen und insbesondere auf einen Trägheitssperrmechanismus
zur Verwendung mit einer Ausganjgsvorrichtung. Eine solche Konstruktion ist
in US-A-3 600 022 beschrieben.
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Der Hauptzweck einer Ausgangsvorrichtung ist
es, eine Tür
gegenüber
der Außenseite
sicher verriegelt zu halten, während
eine schnelle und leichte Flucht von der Innenseite bei einer Notsituation
möglich
sein soll. Die meisten Panikvorrichtungen sind mit Merkmalen ausgebildet,
die ein Herumbasteln an der Falle von beiden Seiten der Tür verhindern.
Dies hilft dazu, deren Funktionalität und Zuverlässigkeit
sicherzustellen. Es hilft auch dazu, einen Zutritt durch irgendwelche
nicht-autorisierten Personen, wie zum Beispiel Vandalen oder Einbrecher,
zu verhindern. Viele gegenwärtig
vorhandenen Konstruktionen von Ausgangsvorrichtungen verlassen sich
auf ein Blockiermerkmal als Hilfe, um diese Funktionen zu erreichen.
Ein Blockieren des Riegels oder der Falle verhindert ein Herumbasteln
dadurch, daß nur
eine Bewegung des Riegels oder der Falle zugelassen wird, wenn die
Bewegung durch das Betätigungsglied
der Vorrichtung eingeleitet wird, das heißt wenn der Mitnehmer bewegt
oder niedergedrückt
wird. Irgendwelche anderen Versuche, die Tür ohne Verwendung des Betätigungsglieds
zu öffnen,
wie beispielsweise das Einführen
einer Kreditkarte durch einen Spalt in der Tür, um den Riegel oder die Falle
zurückzudrücken, sind
nutzlos, wenn der Riegel oder die Falle blockiert.
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Obwohl sich das Blockierungsmerkmal
für einige
Zeit als zufriedenstellend erwiesen hat, wurde nun entdeckt, daß ein Blockieren
allein nicht ausreichend sein kann, um unerwünschte Personen fernzuhalten.
Beim Testen von Ausgangsvorrichtungen, um zu sehen, wie diese sich
gegenüber
den neuesten Sturm-Gebäudevorschriften
in Florida verhalten, wurde gefunden, daß ein starker Schlag auf die
Tür von
der Außenseite,
wie beispielsweise von einem durch den Wind getriebenen Stück Bauholz
oder einen großen
Baumast, eine Ausgangsvorrichtung veranlassen kann, zu entriegeln
und die Tür
aufzuschwenken. Weitere Nachforschungen offenbarten, daß ein schwerer
Schlag auf die nicht mit einer Vorrichtung versehene Seite der Tür den Mitnehmer
veranlassen kann, sich von selbst zu bewegen, wodurch der Riegel
oder die Falle aus dem Blockierzustand freigegeben wird, was ein Öffnen der
Tür erlaubt.
Es wurde festgestellt, daß dieses
durch die beträchtlichen
Beschleunigungen verursacht wurde, die durch die Tür auf die
Vorrichtung aufgebracht werden. Die Nachgiebigkeit in der Tür gestattete
es, daß die
relativen Beschleunigungen zwischen dem Mitnehmer und dem Rest der
Vorrichtung die Blockierung aushoben, weil der Mitnehmer sich tatsächlich genügend relativ
zu der Vorrichtung selbst bewegte, um diese zu betätigen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Trägheitssperrmechanismus
geschaffen zur Verwendung bei einer Ausgangsvorrichtung, die an
einer ersten Seite einer Tür
angebracht ist, wobei die andere Seite der Tür die vorrichtungsfreie Seite
ist, wobei die Ausgangsvorrichtung ein Betätigungsglied hat, das zwischen
einer Vorbetriebsstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist,
wobei der Trägheitssperrmechanismus
gekennzeichnet ist durch einen Sperrarm zum Sperren einer Bewegung
des Betätigungsgliedes
von der Vorbetriebsstellung in die Betriebsstellung und durch eine
Trägheitseinrichtung zur
Bewegung des Sperrarms in eine dem Betätigungsglied gegenüberliegende
Stellung, die die Bewegung des Betätigungsglieds sperrt, wenn
die vorrichtungsfreie Seite der Tür einer Stoßbelastung unterworfen wird.
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Die Erfindung erstreckt sich auch
auf eine Ausgangsvorrichtung zum Anbringen an einer ersten Seite
einer Tür,
wobei die andere Seite der Tür
die vorrichtungsfreie Seite ist, wobei die Ausgangsvorrichtung einen
Verriegelungsmechanismus und ein Betätigungsglied aufweist, das
betriebsmäßig mit dem
Verriegelungsmechanismus verbunden ist und wobei das Betätigungsglied
zwischen einer Vorbetriebsstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist,
gekennzeichnet durch einen Trägheitssperrmechanismus
im wesentlilchen wie zuvor definiert.
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Für
ein besseres Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie diese zur Wirkung gebracht werden
kann, wird nun beispielsweise auf die beiliegenden Zeichnungen bezuggenommen.
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1 ist
eine Ansicht von oben eines Trägheitssperrmechanismus
zur Verwendung mit einer Ausgangsvorrichtung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Trägheitssperrmechanismus;
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3 ist
eine Seitenansicht des in 1 gezeigten
Trägheitssperrmechanismus;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Trägheitssperrmechanismus
und veranschaulicht die normale Betätigung des Mitnehmers der Ausgangsvorrichtung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Trägheitssperrmechanismus
und veranschaulicht eine Schlagbetätigung des Trägheitssperrmechanismus;
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6A und 6B sind schematische Darstellungen
des Trägheitssperrmechanismus,
die die Vorbetriebsstellung der Ausgangsvorrichtung und die normale
Betätigung
der Ausgangsvorrichtung veranschaulichen; und
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7A und 7B sind schematische Darstellungen
des Trägheitssperrmechanismus,
die die durch Schlag betätigte
Position des Trägheitssperrmechanismus
und der Ausgangsvorrichtung veranschaulichen.
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Die 1 bis 3 zeigen einen Teil einer
Ausgangsvorrichtung 10, die einen Trägheitssperrmechanismus 40 zum
Blockieren der Betätigung
der Ausgangsvorrichtung 10 als Ergebnis von Schlägen auf
die nicht mit der Vorrichtung versehene Seite der Tür aufweist.
Die Ausgangsvorrichtung 10 weist einen Mitnehmer 12 auf,
der betriebsmäßig mit
einem Riegel oder einer Falle 14 verbunden ist. Dieser
Trägheitssperrmechanismus 40 stoppt
die Bewegung des Mitnehmers 12 (wobei nur der Endkappenteil
des Mitnehmers in den Zeichnungen gezeigt ist) im Falle eines starken
Stoßes
von der Außenseite
und hält
daher die Falle 14 in dem blockierten Zustand, so daß die Tür sich nicht öffnet. Der
Trägheitssperrmechanismus 40 ist
während
der normalen Betätigung
der Ausgangsvorrichtung 10 niemals in Eingriff, aber die Vorrichtung 40 bewegt
sich in einen Blockierzustand, wenn sie größeren Beschleunigungen unterworfen wird.
Der Trägheitssperrmechanismus 40 kann
mit vielen Typen von Ausgangsvorrichtungen zusammenarbeiten, wie
beispielsweise Querbalken oder Mitnehmern, die Scherengitter, Winkelhebel
oder Scharniermechanismen verwenden.
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Die Verwendung eines Blockiermechanismus,
der nur betätigt
werden kann, wenn ein Schlag auf die nicht mit der Vorrichtung versehene
Seite der Tür
auftritt, ist ideal. Wenn es möglich
wäre, daß die Bewegung
des Mitnehmers auch aufgrund eines Schlags auf die Vorrichtungsseite
verhindert werden könnte,
könnte
es eine Flucht aus einem Gebäude verhindern,
was für
eine Ausgangsvorrichtung nicht erwünscht ist. Dieser gegen Schlag
widerstandsfähige
Mechanismus 40 kann nicht durch irgend jemanden beeinflußt werden,
der den Mitnehmer außergewöhnlich hart
schlägt,
oder durch irgendwelche anderen Schläge auf die Vorrichtungsseite
der Tür,
wegen der Tatsache, daß er
auf der Trägheit
beruht. Beschleunigungen von der Vorrichtungsseite her bewirken
nur, daß der
Mechanismus 40 fester in seiner nicht-nachgebenden Position
hält, weil
er nicht weiter in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren kann.
Dadurch, daß man
die Blockierbewegung von hoher Beschleunigung nur aus einer bestimmten Richtung
abhängig
macht, das heißt
von der Außenseite
her, kann das potentielle Problem der Fluchtbehinderung vermieden
werden.
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Der Trägheitssperrmechanismus 40 besteht im
wesentlichen aus drei fundamentalen Teilen, einem drehbaren Glied 41,
einer Torsionsfeder 46 und einem Stift 43. Das
drehbare Glied 41 besteht aus einem Massearm 50 mit
einer Masse 52 an seinem Ende, das außerhalb des Gehäuses 16 der
Ausgangsvorrichtung angeordnet ist und das sich auf die Türfüllung zu
erstreckt. Das drehbare Glied 41 hat auch einen Sperrarm 42,
der sich in einer Richtung fast senkrecht zu dem Mitnehmer 12 erstreckt.
Diese beiden Arme 50, 42 sind an entgegengesetzten
Seiten eines Basiszylinders 48 angeordnet, der um den Stift 43 rotiert.
Der Stift 43 ist unterhalb des Mitnehmers 12 angeordnet
und erstreckt sich vollständig
durch beide Seiten des Gehäuses 16 der
Ausgangsvorrichtung. Ein großer
abgestufter Vorsprung 47, der sich von der Innenseite des
Gehäuses 16 her
erstreckt, stützt
die erste Hälfte
des Stifts 43 ab, und das drehbare Glied 41 ist
durch den Rest des Stiftes 43 abgestützt. Die Torsionsfeder 16 ist
um das kleinere abgestufte Ende des abgestuften Vorsprungs 47 herum
in der Nähe
des drehbaren Gliedes 41 angeordnet. Die Feder 46 drückt auf
einen kleinen Vorsprung 49, der sich von dem Sperrarm 42 her
erstreckt, und ruht auf einem Teil des abgestuften Vorsprungs 47 nahe
dem drehbaren Glied 41.
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Unter normalen Bedingungen und während des
normalen Betriebs der Ausgangsvorrichtung 10 ist der Trägheitssperrmechanismus 40 in
einer festen Position gehalten, die sich in keiner Weise mit der
Bewegung des Mitnehmers oder irgendwelcher anderer Teile der Ausgangsvorrichtung 10 stört. Wenn
es nicht einen Schlag von der nicht mit der Vorrichtung versehenen
Seite der Tür
her gibt, ist es, als ob der Trägheitssperrmechanismus 40 in
der Ausgangsvorrichtung 10 gar nicht vorhanden wäre. Die
Torsionsfeder 46 hält
das drehbare Glied 41 derart, daß der Sperrarm 42 sich
nicht in einer gegenüberliegenden Stellung
zu dem Mitnehmer 12 befindet. Bei einem in den Zeichnungen
gezeigten Ausführungsbeispiel wird
dies erreicht durch Schneiden einer Tasche oder einer Öffnung 60 in
die Unterseite der Endkappe des Mitnehmers 12, um zu ermöglichen,
daß der
Mitnehmer 12 über
seine volle Betätigungsdistanz 91 wandert,
ohne die Spitze des Sperrarms 42 zu berühren oder ihr gegenüber zu liegen.
Die Torsionsfeder 46 bringt ein konstantes Moment entgegen
dem Uhrzeigersinn auf das drehbare Glied 41 auf, hält den Sperrarm 42 in
seiner (nicht gegenüber
liegenden) Vorbelastungsstellung und gestattet es der Öffnung 60 in dem
Mitnehmer 12, darüber
zu gleiten, wenn der Mitnehmer 12 betätigt wird (siehe 6B). Ein kleiner Puffer 51,
der sich von dem Massearm 50 nach innen auf das Gehäuse 16 zu
erstreckt, steuert die Vorlaststellung des drehbaren Glieds 41,
weil die Torsionsfeder 46 so wirkt, daß sie den Puffer 51 bündig gegen die
Kante 12 des Gehäuses
hält. Diese
bündige
Stellung wird zu allen Zeiten unter normalen Bedingungen aufrechterhalten
und stellt sicher, daß es
keine Störung
bei dem normalen Betrieb der Ausgangsvorrichtung 10 gibt.
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Wenn jedoch ein Schlag auf die Außenseite oder
die nicht mit der Vorrichtung versehene Seite der Tür auftritt,
dreht sich das drehbare Glied 41 um etwa neun Grad im Uhrzeigersinn
(in der Richtung des Pfeiles 80) um die Achse 70 des
Stifts 43. Dies bewegt den Sperrarm 41 in die
Bahn des Mitnehmers 12 (oder in eine gegenüberliegende
Stellung) und gestattet es dem Mitnehmer 12 nicht, über die
minimale Entfernung 92 zu wandern, um die Vorrichtung zu
aktivieren (siehe 6A, 7A und 7B). Diese Drehung tritt auf wegen der
relativen Beschleunigungen, die von dem Schlag herrühren. Der
Schlag verursacht tatsächlich,
daß sich
die Tür
auf die Vorrichtung 10 zu bewegt, während der Mitnehmer 12 und
die Masse 52 dazu tendieren, aufgrund von Trägheit dort
zu bleiben, wo sie sind. In einem relativen Koordinatensystem kann
dies so betrachtet werden, als ob sich der Mitnehmer 12 und
die Masse 52 auf die Tür
zu bewegen würden
und die Tür
sich überhaupt
nicht bewegen würde,
was eine leichtere Denkweise ist. Die Beschleunigung aufgrund des
Schlages hat Kräfte
(F = ma) zur Folge, die auf den Mitnehmer 12 und das drehbare
Glied 41 wirken. Diese Kräfte wirken an den entsprechenden
Schwerkraftzentren. Da das Schwerkraftzentrum des drehbaren Glieds 41 nahe dem
Ende des Massearms 50 angeordnet ist (weil die Masse 52 am
Ende des Massearms 50 liegt), schafft dieses ein Moment
um den Stift 43 herum, das zeitweise die Torsionsfeder 46 überwindet
und den Sperrarm 42 veranlaßt, im Uhrzeigersinn in die
Bahn des Mitnehmers
12 zu drehen. Der Zeitablauf dieser Drehung
in bezug auf den Zeitablauf der Bewegung des Mitnehmers 12 ist
außerordentlich
wichtig, weil dies auftreten muß,
bevor der Mitnehmer 12 sich weit genug bewegt hat, um den
Sperrarm 41 in der Öffnung 60 festzuhalten.
Wenn der Sperrarm 41 zu spät kommt, stoppt er nicht den
Mitnehmer 12 an der Betätigung
der Ausgangsvorrichtung 10. Die Torsionsfeder 46 und
der Massearm 50 und die Masse 52 müssen so
konstruiert werden, daß sichergestellt
ist, daß dies
nicht geschieht. Wenn der Mitnehmer blockiert wurde, werden beide
Teile, der Mitnehmer 12 und das drehbare Glied 41,
in ihre normalen Stellungen durch ihre entsprechenden Federn zurückgeführt.
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Der wichtigste Vorteil des Trägheitssperrmechanismus 40 besteht
darin, daß er
insgesamt eine verbesserte Sicherheit bietet. Der Trägheitssperrmechanismus 40 trägt dazu
bei, die Tür
während
eines Sturmes sicher festzuhalten, wenn Äste und andere Bruchstücke bei
starken Winden gegen die Tür
geschleudert werden könnten.
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Ein anderer Vorteil des Trägheitssperrmechanismus 40 ist,
daß er
rein mechanisch ist. Er verläßt sich
nicht auf elektrische Leistung, die verfügbar sein müßte, um richtig zu arbeiten,
weil er durch die Trägheit
der Teile der Konstruktion betätigt
wird. Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt der Konstruktion, da Stromausfälle während Stürmen üblich sind,
so daß Elektrizität nicht
zur Verfügung
stehen kann.
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Vorzugsweise ist ein weiterer Vorteil
dieser Konstruktion seine kleine Anzahl von Teilen. Das drehbare
Glied 41 integriert den Massearm 50 und den Sperrarm 41 zusammen
in einem starren Körper. Dies
stellt sicher, daß der
Sperrarm 41 sofort in seine Stellung dreht, wenn die Trägheit der
Masse 52 eine Bewegung initiiert. Diese starre Verbindung
beseitigt die Möglichkeit,
daß irgendein
Schlupf oder ein freies Spiel, die in einer Verbindung zwischen
Teilen bestehen können,
die richtige Funktion des Mechanismus behindern könnten. Es
gibt keine Verzögerung
in der Bewegung des Sperrarms 41 in seine Stellung gegenüber und
zum Stoppen des Mitnehmers 12, so daß er immer rechtzeitig da sein
wird.
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Zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen ist
ein bevorzugter weiterer Aspekt dieses Trägheitssperrmechanismus 41 die
Tatsache, daß das
vollständige
Blockieren der Vorrichtung nur für
eine sehr kurze Zeit nach einem Schlag auftritt. Es gibt keinen Schalter,
den der Benutzer zurücksetzen
müßte, um die
Ausgangsvorrichtung wieder in ihren normalen Betriebszustand zurückzuversetzen.
Das drehbare Glied 41 wird automatisch in seine stationäre (oder nicht
gegenüberliegende)
Stellung durch die Torsionsfeder 46 nach der Sperrbewegung
des Mitnehmers 12 zurückgeführt. Dies
vermeidet potentielle Fluchtverhinderungsvorgänge, wenn der Benutzer nicht
wissen würde,
daß seine
Vorrichtung einem Schlag unterworfen worden war und nicht zurückgesetzt
worden wäre.
Der auf Trägheit
beruhende Mechanismus verläßt sich
nicht auf den Benutzer, um richtig zu funktionieren.